Introduzione ai composti per cavi e fili in PVC a bassa emissione di fumi
I compound per cavi e fili in PVC (cloruro di polivinile) a bassa emissione di fumi sono materiali termoplastici specializzati, progettati per ridurre al minimo le emissioni di fumi e gas tossici durante la combustione. Questo li rende una scelta essenziale per le applicazioni in cui la sicurezza antincendio è una priorità. Tipicamente utilizzati per l'isolamento e il rivestimento dei cavi elettrici, questi compound offrono diverse caratteristiche chiave:
Composizione:I composti di PVC a bassa emissione di fumi sono formulati con una combinazione di resina di PVC, plastificanti (come diottilftalato e tri-2-etilesil trimellitato), ritardanti di fiamma (ad esempio triossido di antimonio, triidrato di alluminio e borato di zinco), stabilizzanti (a base di calcio/zinco), riempitivi (carbonato di calcio) e lubrificanti.
Proprietà a bassa emissione di fumo:A differenza del PVC standard, che può ridurre la visibilità fino al 90% in soli 30 minuti a causa del fumo denso, i composti di PVC a bassa emissione di fumo sono progettati per soddisfare gli standard di sicurezza come BS EN 61034. Questi composti consentono almeno il 60% di trasmissione della luce durante la combustione, migliorando notevolmente la sicurezza.
Resistenza alla fiamma: Il PVC possiede proprietà ignifughe intrinseche grazie al suo contenuto di cloro, ulteriormente potenziato dall'aggiunta di additivi ignifughi. Questi composti soddisfano rigorosi standard come IEC 60332-1-2, UL VW1 ed E84 (indice di propagazione della fiamma <25, indice di sviluppo del fumo <50).
Applicazioni:Comunemente utilizzati in ambienti ad alto rischio, come centri elaborazione dati, tunnel, aeromobili, vagoni ferroviari ed edifici pubblici, i composti per cavi e fili in PVC a bassa emissione di fumi sono essenziali per ridurre al minimo i rischi associati al fumo e ai fumi tossici in caso di incendio.
Sfide e soluzioni comuni per la lavorazione di composti per cavi e fili in PVC a bassa emissione di fumi
La lavorazione di composti di PVC a bassa emissione di fumi comporta la gestione di una serie di sfide, soprattutto a causa della loro complessa formulazione. Di seguito, analizziamo alcuni dei problemi di lavorazione più comuni e le relative soluzioni:
1. Elevato contenuto di riempitivo che porta a scarsa mobilità e coppia elevata
Sfida:Per ottenere proprietà a bassa emissione di fumo, i composti di PVC contengono spesso alti livelli di cariche inorganiche come il triidrato di alluminio (ATH) o l'idrossido di magnesio (Mg(OH)₂), in genere dal 20 al 60% in peso. Sebbene queste cariche riducano fumo e fiamme, possono aumentare la viscosità, ridurre la fluidità e causare usura delle apparecchiature.
Soluzioni:
Incorporare coadiuvanti di lavorazione come lubrificanti interni/esterni (ad esempio, stearato di calcio, cere di polietilene oadditivi siliconici) a 0,5-2,0 phr per ridurre la viscosità e migliorare il flusso.
Utilizzare estrusori bivite con elevato rapporto L/D per migliorare la miscelazione e la dispersione del riempitivo.
Utilizzare sistemi di impastamento con alimentazione forzata conica per garantire una miscelazione uniforme.
Scegli riempitivi con dimensioni delle particelle e trattamenti superficiali controllati per migliorare la compatibilità e ridurre l'abrasione.
2. Stabilità termica
Sfida:Il PVC può degradarsi durante la lavorazione, soprattutto in presenza di elevati carichi di riempitivo e ritardanti di fiamma, rilasciando gas di cloruro di idrogeno (HCl) che provoca la degradazione del materiale, lo scolorimento e la corrosione delle apparecchiature.
Soluzioni:
Aggiungere stabilizzanti termici come stabilizzanti a base di calcio/zinco a 2-4 phr per neutralizzare l'HCl e prevenirne la degradazione.
Utilizzare olio di soia epossidato (ESO) come co-stabilizzante per migliorare la stabilità termica e fotostabilità.
Controllare con precisione le temperature di lavorazione (160-190°C) per evitare il surriscaldamento.
Aggiungere antiossidanti fenolici (ad esempio bisfenolo A allo 0,3-0,5%) per aumentare la resistenza all'invecchiamento durante la lavorazione.
3. Migrazione dei plastificanti
Sfida:I plastificanti utilizzati per migliorare la flessibilità possono migrare in caso di calore elevato (ad esempio nei data center), provocando l'accumulo di residui che possono interferire con la trasmissione del segnale o ridurre la longevità del cavo.
Soluzioni:
Utilizzare plastificanti polimerici non migranti anziché monomerici (ad esempio DOP, DINP) per ridurre al minimo la migrazione.
Sviluppare formule di plenum "senza liquidi", come quelle introdotte da OTECH, per prevenire la migrazione dei plastificanti in ambienti ad alta temperatura.
Optare per plastificanti come TOTM, che hanno una volatilità inferiore e sono più adatti per applicazioni ad alte temperature.
4. Bilanciamento tra resistenza alla fiamma e soppressione del fumo
Sfida:L'aumento della resistenza alla fiamma tramite additivi come il triossido di antimonio (3-5%) o composti bromurati (12-15%) può aumentare l'emissione di fumo, rendendo difficile bilanciare entrambe le proprietà. Allo stesso modo, riempitivi come il carbonato di calcio possono ridurre il fumo ma possono abbassare l'indice di ossigeno, influenzando la resistenza alla fiamma.
Soluzioni:
Utilizzare combinazioni sinergiche di ritardanti di fiamma (ad esempio, ATH con borato di zinco) per ottimizzare sia la resistenza alla fiamma che la soppressione del fumo. L'ATH, ad esempio, rilascia vapore acqueo per interrompere la combustione e formare uno strato protettivo di carbone, che riduce il fumo.
Limitare il carico di CaCO₃ a 20-40 phr per trovare un equilibrio tra costi, soppressione del fumo e resistenza alla fiamma, poiché quantità eccessive possono ridurre l'indice di ossigeno.
Esplorare le formulazioni di PVC reticolabile, come il PVC reticolato tramite radiazioni, per migliorare la resistenza alla fiamma senza ricorrere eccessivamente ad additivi alogenati.
5. Lavorabilità e qualità della superficie
Sfida:Un elevato contenuto di riempitivi e additivi può causare una scarsa finitura superficiale, sbavature nella filiera e un'estrusione non uniforme, che influiscono sull'aspetto e sulle prestazioni del cavo finale.
Soluzioni:UtilizzoPolvere di silicone SILIKE LYSI-100A. Questoadditivo a base di siliconeè ampiamente utilizzato comeadditivo per l'elaborazione efficiente del lubrificanteper sistemi di resina compatibili con PVC, per migliorare le proprietà di lavorazione e la qualità superficiale. Ad esempio, migliore fluidità della resina, riempimento e distacco dello stampo, minore coppia di estrusione, minore coefficiente di attrito, maggiore resistenza a graffi e abrasioni...
1) Composti per cavi e fili in PVC a bassa emissione di fumi: estrusione stabile, minore pressione della filiera, superficie liscia del cavo e del filo.
2) Cavo e filo in PVC a basso attrito: basso coefficiente di attrito, sensazione di scorrevolezza duratura.
3) Prodotto in PVC antigraffio: Antigraffio, come le persiane in PVC.
4) Profili in PVC: migliore riempimento e distacco dello stampo, nessuna sbavatura dello stampo.
5) Tubo in PVC: maggiore velocità di estrusione, COF ridotto, migliore levigatezza della superficie e risparmio sui costi.
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Data di pubblicazione: 09-05-2025
